1、第3章 減速器的構(gòu)造、潤滑和傳動零件的設(shè)計 3.1 減速器的構(gòu)造3.2 減速器的潤滑3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算3.1 減速器的構(gòu)造 減速器的構(gòu)造因其類型、用途不同而異。但無論何種類型的減速器，其基本構(gòu)造都是由軸系部件、箱體及附件三大部分組成。圖3l、圖32、圖33分別為二級圓柱齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器的構(gòu)造圖。圖中標出組成減速器的主要零、部件名稱、相互關(guān)系及箱體的部分結(jié)構(gòu)尺寸。下面對組成減速器的三大部分作簡要介紹。3.1.1 減速器的軸系部件減速器的軸系部件包括傳動零件、軸和軸承組合。1傳動零件下一頁返回3.1 減速器的構(gòu)造 減速器箱體外傳動零件有鏈輪、帶輪等；箱

2、體內(nèi)傳動零件有圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸桿蝸輪等。傳動零件決定了減速器的技術(shù)特性，通常也根據(jù)傳動零件的種類命名減速器。2軸傳動零件必須安裝在軸上才能實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動和傳遞功率。減速器普遍采用階梯軸。傳動零件和軸多以平鍵聯(lián)接。3軸承組合軸承組合包括軸承、軸承蓋、密封裝置以及調(diào)整墊片等。（1）軸承 軸承是支承軸的部件。由于滾動軸承摩擦系數(shù)比普通滑動軸承小，運動精度高，在軸頸尺寸相同時，滾動軸承寬度比滑動軸承小，可使減速器軸向結(jié)構(gòu)緊湊，潤滑、維護簡便等，所以減速器廣泛采用滾動軸承（簡稱軸承）。上一頁下一頁返回3.1 減速器的構(gòu)造 （2）軸承蓋 軸承蓋用來固定軸承，承受軸向力，以及調(diào)整軸承間隙。軸承蓋有嵌入式

3、和凸緣式兩種。凸緣式調(diào)整軸承間隙方便，密封性好；嵌入式重量較輕。 （3）密封 在輸入和輸出軸外伸處，為防止灰塵、水氣及其它雜質(zhì)浸入軸承，引起軸承急劇磨損和腐蝕，以及防止?jié)櫥瑒┩饴柙谳S承蓋孔中設(shè)置密封裝置。 （4）調(diào)整墊片 為了調(diào)整軸承間隙，有時也為了調(diào)整傳動零件（如圓錐齒輪、蝸輪）的軸向位置，需放置調(diào)整墊片。調(diào)整墊片由若干薄軟鋼片組成。3.1.2 減速器的箱體上一頁下一頁返回3.1 減速器的構(gòu)造 減速器的箱體是用以支持和固定軸系零件，保證傳動零件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件。箱體重量約占減速器總重量的50。因此，箱體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響

4、，設(shè)計時必須全面考慮。減速器的箱體按毛坯制造工藝和材料種類可以分為鑄造箱體（如圖31、圖32、圖33）和焊接箱體（如圖34）。鑄造箱體材料一般多用鑄鐵（HT150、HT200）。鑄造箱體較易獲得合理和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，剛度好，易進行切削加工，但制造周期長，重量較大，因而多用于成批生產(chǎn)。焊接箱體相比鑄造箱體壁厚較薄，質(zhì)量輕1/41/2，上一頁下一頁返回3.1 減速器的構(gòu)造 也可采用兩個剖分面。整體式箱體重量輕、零件少、機體的加工量也少，但軸系裝配比較復(fù)雜。箱體結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)零件的尺寸關(guān)系經(jīng)驗值見表3l和表32。3.1.3 減速器的附件為了使減速器具備較完善的性能，如注油、排油、通氣、吊運、檢查油面

5、高度、檢查傳動零件嚙合情況、保證加工精度和裝拆方便等，在減速器箱體上常需設(shè)置某些裝置或零件，將這些裝置和零件及箱體上相應(yīng)的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為減速器附屬裝置（簡稱為附件）。它們包括：視孔與視孔蓋、通氣上一頁下一頁返回3.1 減速器的構(gòu)造 器、油標、放油孔與放油螺塞、定位銷、啟蓋螺釘、吊運裝置等。減速器各附件在箱體上的相對位置見圖31圖33。1視孔和視孔蓋為了便于檢查箱體內(nèi)傳動零件的嚙合情況以及便于將潤滑油注入箱體內(nèi)，在減速器箱體的箱蓋頂部設(shè)有視孔。為防止?jié)櫥惋w濺出來和污物進入箱體內(nèi)，在視孔上應(yīng)加設(shè)視孔蓋。2通氣器減速器工作時箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱內(nèi)氣壓增大。為了避免由此引起密封部位的密封性能

6、下降造成潤滑油向外滲漏，應(yīng)在視孔蓋上設(shè)置通氣器，使箱體內(nèi)的熱膨脹氣體能自由逸出，保持箱內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。上一頁下一頁返回3.1 減速器的構(gòu)造 為了保證減速器的密封性，常在箱體剖分面上涂有水玻璃或密封膠，這樣箱蓋和箱座便粘附在一起，給箱體拆分造成困難。為便于拆卸箱蓋，通常在箱蓋凸緣上設(shè)置12個啟蓋螺釘。拆卸箱蓋時，擰動啟蓋螺釘，便可頂起箱蓋。7吊運裝置為便于搬運和裝卸箱蓋，在箱蓋上裝有吊環(huán)螺釘，或鑄出吊耳、吊鉤。為便于搬運箱座或整個減速器，在箱座兩端聯(lián)接凸緣處鑄出吊鉤。上一頁返回3.2 減速器的潤滑減速器傳動零件和軸承都需要良好的潤滑，其目的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹，

7、冷卻和散熱。減速器潤滑對減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計有直接影響，如油面高度和需油量的確定關(guān)系到箱體高度的設(shè)計；軸承的潤滑方式影響軸承的軸向位置和階梯軸的軸向尺寸等。因此，在確定減速器結(jié)構(gòu)尺寸前，應(yīng)先確定減速器潤滑的有關(guān)問題。3.2.1 傳動零件的潤滑絕大多數(shù)減速器傳動零件都采用油潤滑，其潤滑方式多為浸油潤滑。對高速傳動，則為壓力噴油潤滑。1浸油潤滑下一頁返回3.2 減速器的潤滑如圖35所示，浸油潤滑是將傳動零件一部分浸入油中，傳動零件回轉(zhuǎn)時，粘在其上的潤滑油被帶到嚙合區(qū)進行潤滑。同時，油池中的油被甩到箱壁上，可以散熱。這種潤滑方式適用于齒輪圓周速度12ms，蝸桿圓周速度10ms的場合。箱體內(nèi)應(yīng)有足夠的潤滑

8、油，以保證潤滑及散熱的需要。為了避免油攪動時沉渣泛起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x應(yīng)大于3050mm。為保證傳動零件充分潤滑且避免攪油損失過大，合適的浸油深度見表33。在傳動零件的潤滑設(shè)計中，還應(yīng)驗算油池中的油量V是否大于傳遞功率所需的油量V0。對于單級減速器，每傳遞1kW上一頁下一頁返回3.2 減速器的潤滑油，經(jīng)噴嘴將潤滑油噴到輪齒的嚙合面上。當25ms時，噴嘴位于輪齒嚙入邊或嚙出邊均可；當25ms時，噴嘴應(yīng)位于輪齒嚙出的一邊，以便借潤滑油及時冷卻剛嚙合過的輪齒，同時亦對輪齒進行潤滑。噴油潤滑也適用于速度不高，但工作條件繁重的重型或重要減速器。3.2.2 滾動軸承的潤滑對齒輪減速器，當浸油齒輪的圓周

9、速度2ms時，滾動軸承宜采用脂潤滑；當齒輪的圓周速度2ms時，滾動軸承多采用油潤滑。對蝸桿減速器，下置式蝸桿軸承用浸油潤滑，蝸輪軸承多用脂潤滑或刮板潤滑。上一頁下一頁返回3.2 減速器的潤滑1脂潤滑脂潤滑易于密封、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便。采用脂潤滑時，滾動軸承的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速的積一般不宜超過2105mmr/min。為防止箱內(nèi)油進入軸承而使?jié)櫥♂屃鞒觯瑧?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)設(shè)封油盤，如圖38所示。2飛濺潤滑減速器內(nèi)只要有一個傳動零件的圓周速度2ms，即可利用浸油傳動零件旋轉(zhuǎn)使?jié)櫥惋w濺潤滑軸承。一般情況下在箱體剖分面上制出油溝，使濺到箱蓋內(nèi)壁上的油流入油溝，從油溝導(dǎo)入軸承，如圖39所示。當傳動零件3ms時，飛

10、濺的油形成油霧，可以直接潤滑軸承。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算傳動系統(tǒng)是由各種類型的零、部件組成的，其中決定其工作性能、結(jié)構(gòu)布置和尺寸大小的主要是傳動零件。而支承零件和聯(lián)接零件等都要根據(jù)傳動零件的需求來設(shè)計，所以，一般應(yīng)先設(shè)計傳動零件。傳動零件的設(shè)計包括確定傳動零件的材料、熱處理方法、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構(gòu)。減速器是獨立、完整的傳動部件，為了使設(shè)計減速器時的原始條件比較準確，通常應(yīng)先設(shè)計減速器外的傳動零件，例如帶傳動、鏈傳動和開式齒輪傳動等。各類傳動零件的設(shè)計方法在機械設(shè)計基礎(chǔ)教材有詳細陳述，這里不再重復(fù)。下面僅就設(shè)計傳動零件時應(yīng)注意的問題做簡要的提示。下一頁返回3.3

11、 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算3.3.1 箱體外傳動零件的設(shè)計計算通常，由于課程設(shè)計的學時限制，減速器外的傳動零件只需確定主要參數(shù)和尺寸，而不進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計。裝配圖只畫減速器部分，一般不畫減速器外傳動零件。減速器外常用的傳動零件有普通V帶傳動、鏈傳動和開式齒輪傳動。1普通V帶傳動設(shè)計普通V帶傳動所需的已知條件主要有：原動機種類和所需的傳遞功率；主動輪和從動輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比）；工作要求及對外廓尺寸、傳動位置的要求等。設(shè)計內(nèi)容包括：上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算確定V帶的型號、長度和根數(shù)；帶輪的材料和結(jié)構(gòu)；傳動中心距以及帶傳動的張緊裝置等。 設(shè)計時應(yīng)檢查帶輪的尺寸與

12、傳動系統(tǒng)外廓尺寸是否相適應(yīng)，例如裝在電動機軸上的小帶輪直徑與電動機中心高是否相稱；其軸孔直徑和長度與電動機軸直徑和長度是否相對應(yīng)；大帶輪外圓是否與機架干涉等。如有不合理的情況，應(yīng)考慮改選帶輪直徑，重新設(shè)計。在確定大帶輪軸孔直徑和長度時，應(yīng)與減速器輸入軸軸伸的直徑和長度相適應(yīng)，軸孔直徑一般應(yīng)符合標準規(guī)定。帶輪輪轂長度與帶輪輪緣長度不一定相同，一般輪轂長度可按軸孔直徑的大小確定，常?。?.52）。而輪緣長度則取決于帶的型號和根數(shù)。 上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算2鏈傳動設(shè)計鏈傳動所需的已知條件主要有：載荷特性和工作情況；傳遞功率；主動鏈輪和從動鏈輪的轉(zhuǎn)速；外廓尺寸，傳動布置

13、方式以及潤滑條件等。設(shè)計內(nèi)容包括：確定鏈條的節(jié)距、排數(shù)和鏈節(jié)數(shù)；鏈輪的材料和結(jié)構(gòu)尺寸；傳動中心距；張緊裝置以及潤滑方式等。與前述帶傳動設(shè)計中應(yīng)注意的問題類似，設(shè)計時應(yīng)檢查鏈輪直徑尺寸、軸孔尺寸、輪轂尺寸等是否與減速器或工作機相適應(yīng)。大小、鏈輪的齒數(shù)最好選擇奇數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)，一般限定 l 7，而 。為避免使用過渡鏈節(jié)，鏈節(jié)數(shù)最好取為偶數(shù)。當采用單排鏈傳動而計算出的鏈節(jié)距過大時，應(yīng)改選雙排鏈或多排鏈。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算3開式齒輪傳動設(shè)計開式齒輪傳動所需的已知條件主要有：傳遞功率；轉(zhuǎn)速；傳動比；工作條件和尺寸限制等。設(shè)計內(nèi)容包括：選擇材料；確定齒輪傳動的參

14、數(shù)（齒數(shù)、模數(shù)、螺旋角、變位系數(shù)、中心距、齒寬等）；齒輪的其它幾何尺寸和結(jié)構(gòu)以及作用在軸上力的大小和方向等。開式齒輪只需計算輪齒彎曲強度，考慮到齒面的磨損，應(yīng)將強度計算求得的模數(shù)加大1020。開式齒輪傳動一般用于低速，為使支承結(jié)構(gòu)簡單，常采用直齒。由于潤滑及密封條件差，灰塵大，故應(yīng)注意材料配對的選擇，使之具有較好的減摩和耐磨性能。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算開式齒輪軸的支承剛度較小，齒寬系數(shù)應(yīng)取小些，以減輕輪齒偏載。尺寸參數(shù)確定后，應(yīng)檢查傳動的外廓尺寸，如與其它零件發(fā)生干涉或碰撞，則應(yīng)修改參數(shù)重新計算。3.3.2 箱體內(nèi)傳動零件的設(shè)計計算在設(shè)計箱體內(nèi)傳動零件時，它們前

15、一級傳動的傳動比可能有誤差，為不使傳動比的誤差累積過大，在設(shè)計時應(yīng)對初定的傳動比作相應(yīng)地調(diào)整后再進行設(shè)計。齒輪傳動和蝸桿傳動的設(shè)計步驟與公式可參閱機械設(shè)計基礎(chǔ)教材。1圓柱齒輪傳動上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算位（單位為mm），角度精確到秒。為便于制造和測量，中心距應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5。對直齒圓柱齒輪傳動，可以通過調(diào)整模數(shù)m和齒數(shù)z，或采用變位來達到；對斜齒圓柱齒輪傳動，還可以通過調(diào)整螺旋角來實現(xiàn)中心距尾數(shù)圓整的要求。齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸都應(yīng)盡量圓整，以便于制造和測量。輪轂直徑和長度，輪輻的厚度和孔徑，輪緣長度和內(nèi)徑等，按設(shè)計資料給定的經(jīng)驗公式計算后，進行圓整。3）齒寬應(yīng)是

16、一對齒輪的工作寬度，為易于補償齒輪軸向位置誤差，應(yīng)使小齒輪寬度大于大齒輪寬度，若大齒輪寬度取b2，則小齒輪齒寬取b1 b2+（510）mm。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算2圓錐齒輪傳動1）直齒圓錐齒輪的錐距R、分度圓直徑d（大端）等幾何尺寸，應(yīng)按大端模數(shù)和齒數(shù)精確計算至小數(shù)點后三位數(shù)值，不能圓整。2）兩軸交角為90時，分度圓錐角1和2可以由齒數(shù)比 算出，其中小錐齒輪齒數(shù)可取1725。值的計算應(yīng)達到小數(shù)點后第三位，值的計算應(yīng)精確到秒。3）大、小錐齒輪的齒寬應(yīng)相等，按齒寬系數(shù)計算出齒寬的數(shù)值應(yīng)圓整。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算 待蝸桿傳動尺寸確定后

17、，應(yīng)校核滑動速度和傳動效率，如與初估值有較大出入，則應(yīng)重新修正計算，其中包括檢查材料選擇是否恰當。2）為了便于加工，蝸桿和蝸輪的螺旋線方向應(yīng)盡量取為右旋。3）模數(shù)和蝸桿分度圓直徑要符合標準規(guī)定。在確定m、d1、z2后，計算中心距應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5，為此，常需將蝸桿傳動做成變位傳動，即對蝸輪進行變位，變位系數(shù)應(yīng)在1x-1之間，如不符合，則應(yīng)調(diào)整d1值或改變蝸輪l2個齒數(shù)。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算4）蝸桿分度圓圓周速度v45ms時，一般將蝸桿下置；v45ms時，則將其上置。5）連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動因發(fā)熱大，易產(chǎn)生膠合，應(yīng)進行熱平衡計算，但應(yīng)在蝸桿減速器裝配草圖

18、完成后進行。3.3.3 選擇聯(lián)軸器類型和型號聯(lián)軸器工作時其主要功能是聯(lián)接兩軸并起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，除此之外還應(yīng)具有補償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的功能，以及具有緩沖、吸振、安全保護等功能。對于傳動系統(tǒng)要根據(jù)具體的工作要求來選定聯(lián)軸器類型。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算對中、小型減速器的輸入軸和輸出軸均可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，其加工制造容易，裝拆方便，成本低，并能緩沖減振。當兩軸對中精度良好時，可采用凸緣聯(lián)軸器，它具有傳遞扭矩大，剛性好等優(yōu)點。輸入軸如果與電動機軸相聯(lián)，轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小，也可選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。如果是減速器低速軸（輸出軸）與工作機軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，例如滾子鏈聯(lián)軸器。上一頁下一頁返回3.3 機械傳動系統(tǒng)傳動零件的設(shè)計計算聯(lián)軸器型號按計算轉(zhuǎn)矩進行選取（參閱第14章表14431449)，所選定的聯(lián)軸器，其軸孔直徑的范圍應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應(yīng)。應(yīng)注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動機的軸徑不應(yīng)相差很大，否則難以選